Общ

Това ново устройство може да генерира електричество от човешко движение


Може никога повече да не се наложи да носите зарядно устройство, вместо това телефонът ви ще черпи енергия от дрехите и околната среда. Това е потенциалът на ново устройство, разработено в лабораторията за наноматериали и енергийни устройства на университета Вандербилт.

Използвайки технология на батерията и слоеве черен фосфор, новото устройство генерира малки количества електричество при огъване или натискане. Фосфорът с дебелина само няколко атома може да генерира електричество дори при изключително ниски честоти в съответствие с човешкото движение.

[Източник на изображението: Джон Ръсел / Вандербилт]

Асистентът по машиностроене Кари Пинт, ръководител на изследването, каза: „В бъдеще очаквам, че всички ние ще станем депо за зареждане на нашите лични устройства, като изтегляме енергия директно от нашите движения и околната среда.“

[Източник на изображението: Джон Ръсел / Вандербилт]

Констатациите са публикувани в статия, озаглавена „Ултрачестотен електрохимичен механичен деформационен харвестер, използващ 2D черен фосфорен нанолист“ в онлайн списанието ACS енергийни писма.

Ефективното събиране на енергия от околните източници е все по-голяма научна област. Полето включва устройства, които могат да изтеглят енергия от температурни промени, лъчисти енергийни устройства, които улавят енергия от светлина и електрохимични устройства, които докосват биохимични реакции.

Работата, публикувана от Pint и неговия екип, има две отделни предимства, обяснява Pint, "В сравнение с другите подходи, предназначени да събират енергия от човешкото движение, нашият метод има две основни предимства. Материалите са атомно тънки и достатъчно малки, за да бъдат импрегнирани в текстил без да влияе на външния вид или усещане на тъканта и може да извлече енергия от движения, които са по-бавни от 10 херца - 10 цикъла в секунда - през целия нискочестотен прозорец на движения, съответстващи на човешкото движение. "

[Източник на изображението: Лаборатория за наноматериали и енергийни устройства / Вандербилт]

Улавянето на енергия с ниска честота е изключително предизвикателство. Много други експерименти не са успели да създадат устройства, които работят ефективно под 100 херца, което прави ефективността им между 5-10 процента дори при оптимални условия.

Устройството за черен фосфор, от друга страна, може да работи с повече от два пъти по-голяма ефективност. "Нашият комбайн е изчислен да работи с над 25 процента ефективност в идеална конфигурация на устройството и най-важното е да събира енергия през цялото време на дори бавни човешки движения, като седене или изправяне", каза Пинт.

[Източник на изображението: Джон Ръсел / Вандербилт]

Изследователският екип е прекарал последните три години в проучване на усъвършенствани батерийни системи и по-специално на възможностите на батериите да се огъват и разтягат. Групата беше първата, която представи изследване, демонстриращо промените в напрежението в батериите, когато са поставени под напрежение. При напрежение напрежението се повишава и при компресия напрежението отново спада. От тук екипът започна да реконструира батерии както с положителни, така и с отрицателни електроди, направени от един и същ материал. Въпреки че това пречи на устройството да съхранява енергия, то може напълно да се ангажира с промените в напрежението, причинени от напреженията на огъване и усукване, приложени към него.

След това тази идея се трансформира в сегашното тествано устройство, което е изградено от ултра тънкия черен фосфор. Този материал е перфектен поради своите атрактивни електрически, оптични и електрохимични свойства.

Изследователите признават, че са далеч от материалите за зареждане на мобилни телефони, като последните пробиви осигуряват градивни елементи за такива приложения. Технологията може също така да захранва LCD екрани с ниско напрежение.

Източници:TechExplore, NewElectronics, Vanderbilt

ВИЖТЕ СЪЩО: Това устройство може да чете емоциите ви, като използва безжични сигнали


Гледай видеото: Электричество. Электрический ток. Часть 2 (Юни 2021).